C++ 虚析构函数

类型需要虚析构函数的另外一个特征 是该类型具有指针成员或引用成员。如果有指针成员和引用成员,则该类型通常需要实现析构函数以及拷贝操作。

通常,一个实现了析构函数的类型同时也需要实现拷贝构造函数与拷贝复制函数。

作为一个经验法则:

如果你有一个带有虚函数功能的类,则它需要一个虚析构函数,原因如下:

1. 如果一个类有虚函数功能,它经常作为一个基类使用。

2.如果它是一个基类,它的派生类经常使用new来分配。

3.如果一个派生类对象使用new来分配,并且通过一个指向它的基类的指针来控制,那么它经常通过一个指向它的基类的指针来删除它(如果基类没有虚析构函数,结果将是不确定的,实际发生时,派生类的析构函数永远不会被调用)。

基类有虚析构函数的话,最底层的派生类的析构函数最先被调用,然后各个基类的析构函数被调用。

现在还不明白的,作为保护性的析构函数的作用何在?这里有一种解释http://blog.youkuaiyun.com/huzzyy/article/details/2562804 。理解了,以后再补充。

对于声明为保护的析构函数,网上有这样的解释:

1、如果一个类被继承,同时定义了基类以外的成员对象,且基类析构函数不是virtual修饰的,
那么当基类指针或引用指向派生类对象并析构(例如自动对象在函数作用域结束时;或者通过delete)时,
会调用基类的析构函数而导致派生类定义的成员没有被析构,产生内存泄露等问题。
虽然把析构函数定义成virtual的可以解决这个问题,但是当其它成员函数都不是virtual函数时,
会在基类和派生类引入vtable,实例引入vptr造成运行时的性能损失。如果确定不需要直接而是只通过派生类对象使用基类,
可以把析构函数定义为protected(这样会导致基类和派生类外使用自动对象和delete时的错误,因为访问权限禁止调用析构函数),
就不会导致以上问题。
2、保证对象只生成在堆上。
看见一篇博文,问到了和我类似的问题,摘录如下:
我看到有些程序中,将构造函数,析构函数声明为私有和保护的,那么对象如何创建?已经不能从外部调用构造函数了,但是对象必须被构造,应该如何解决,麻烦大家帮忙说明,关于构造,析构函数声明为私有和保护时的用法,谢谢了! 从语法上来讲,一个函数被声明为protected或者private,那么这个函数就不能从“外部”直接被调用了。
对于protected的函数,子类的“内部”的其他函数可以调用之。
而对于private的函数,只能被本类“内部”的其他函数说调用。

语法上就是这么规定的,你肯定也知道的咯。
那么为什么有时候将构造函数或者析构函数声明为protected的或者private的?

通常使用的场景如下:
1。如果你不想让外面的用户直接构造一个类(假设这个类的名字为A)的对象,而希望用户只能构造这个类A的子类,那你就可以将类A的构造函数/析构函数声明为protected,而将类A的子类的构造函数/析构函数声明为public。例如:
class A
{ protected: A(){}
  public: ....
};
calss B : public A
{ public: B(){}
  ....
};

A a; // error
B b; // ok

2. 如果将构造函数/析构函数声明为private,那只能这个类的“内部”的函数才能构造这个类的对象了。这里所说的“内部”不知道你是否能明白,下面举个例子吧。
class A
{
private:
    A(){  }
    ~A(){ }

public:
    void Instance()//类A的内部的一个函数
    {
        A a;
    }
};
上面的代码是能通过编译的。上面代码里的Instance函数就是类A的内部的一个函数。Instance函数体里就构建了一个A的对象。
但是,这个Instance函数还是不能够被外面调用的。为什么呢?
如果要调用Instance函数,必须有一个对象被构造出来。但是构造函数被声明为private的了。外部不能直接构造一个对象出来。
A aObj; // 编译通不过
aObj.Instance();
但是,如果Instance是一个static静态函数的话,就可以不需要通过一个对象,而可以直接被调用。如下:class A
{
private:
    A():data(10){ cout << "A" << endl; }
    ~A(){ cout << "~A" << endl; }

    public:
    static A& Instance()
    {
        static A a;
        return a;
    }

    void Print()
    {
        cout << data << endl;
    }

private:
    int data;
};

A& ra = A::Instance();
ra.Print();

上面的代码其实是设计模式singleton模式的一个简单的C++代码实现。


还有一个情况是:通常将拷贝构造函数和operator=(赋值操作符重载)声明成private,但是没有实现体。
这个的目的是禁止一个类的外部用户对这个类的对象进行复制动作。
细节请看《effective C++》里面的一个条款。具体哪个条款不记得了。你自己去找吧。
<think>嗯,用户想了解C++虚析构函数的作用和用法,以及使用场景和实现细节。首先,我需要回忆一下虚析构函数的基本概念。记得在C++中,当一个类被设计为基类,并且可能通过基类指针来删除派生类对象时,必须将基类的析构函数声明为虚函数。否则的话,如果通过基类指针删除派生类对象,可能会导致派生类的析构函数不被调用,从而产生资源泄漏的问题。 比如,假设有一个基类Base和一个派生类Derived。如果Base的析构函数不是虚函数,当使用Base*指针指向一个Derived对象并删除该指针时,只会调用Base的析构函数,而Derived的析构函数不会被调用。这显然是不安全的,因为Derived可能分配了额外的资源,这些资源无法被正确释放。因此,将基类的析构函数设为虚函数可以确保正确调用派生类的析构函数,避免内存泄漏。 接下来,我需要考虑虚析构函数的具体使用场景。根据用户提供的引用,比如引用[4]提到基类析构函数应该是public和virtual,或者protected和非virtual。这说明当基类要被多态使用时,析构函数应该是虚的,并且public;如果基类不作为多态接口,而是需要通过派生类来管理资源,那么析构函数应该是protected的非虚函数,防止直接删除基类指针。 另外,引用[2]提到RAII原则,即资源获取即初始化。虚析构函数在此原则下非常重要,因为资源管理依赖于析构函数的正确调用。如果析构函数没有正确调用,资源可能无法释放,导致泄漏。 然后,关于实现细节,用户提供的引用[3]中展示了成员函数后加const的情况,但这可能与析构函数关系不大。不过,析构函数本身的声明方式需要注意,比如virtual关键字的位置,以及派生类中的析构函数是否也需要声明为虚函数。实际上,一旦基类的析构函数是虚函数,派生类的析构函数会自动成为虚函数,即使没有显式使用virtual关键字,但显式声明可能更清晰。 另外,虚析构函数的实现通常为空,除非需要手动释放资源。但大多数情况下,资源管理应通过成员对象的析构函数或智能指针来处理,遵循RAII原则,如引用[2]所述。 可能还需要讨论何时不需要虚析构函数。例如,如果一个类不作为基类使用,或者不会被多态地通过基类指针删除,那么不需要虚析构函数。这样可以避免虚函数表带来的额外开销。 总结起来,回答的结构应该包括:虚析构函数的作用、使用场景(基类多态使用)、实现方法(声明为virtual)、注意事项(派生类析构函数的处理)、以及不适用的情况。同时,结合用户提供的引用,强调遵循RAII原则和正确的内存管理,避免资源泄漏。</think>### C++虚析构函数的作用及实现 #### 1. 核心作用 虚析构函数用于**解决基类指针删除派生类对象时的资源泄漏问题**。当通过基类指针操作派生类对象时,若基类析构函数非虚,则只会调用基类析构函数,导致派生类资源未被释放[^4]。例如: ```cpp class Base { public: ~Base() { /* 非虚析构函数 */ } // ❌ 隐患 }; class Derived : public Base { int* res = new int[100]; public: ~Derived() { delete[] res; } // 不会被调用 }; Base* obj = new Derived(); delete obj; // 仅调用Base::~Base() ``` #### 2. 正确实现方式 - **基类声明虚析构函数** 通过`virtual`关键字标记,确保动态绑定: ```cpp class Base { public: virtual ~Base() = default; // ✅ 虚析构函数 }; ``` - **派生类自动继承虚特性** 派生类析构函数无论是否显式声明`virtual`,都会继承虚特性,但建议显式标记: ```cpp class Derived : public Base { public: ~Derived() override { ... } // ✅ override明确语义 }; ``` #### 3. 使用场景分析 | 场景类型 | 析构函数设置 | 典型应用 | |---------|--------------|----------| | 多态基类 | `public virtual` | 工厂模式、接口类 | | 非多态基类 | `protected non-virtual` | 实现继承的辅助基类 | | 最终类(C++11+) | `final`标记类 | 禁止继承的实体类 | #### 4. 关键设计原则 - **RAII资源管理** 虚析构函数应与智能指针(如`std::unique_ptr`)配合,确保资源自动释放[^2] - **零开销抽象** 无虚函数的类无需虚析构,避免虚表(vtable)带来的内存开销 - **C++核心指南建议** 基类要么提供`public virtual`析构函数,要么声明`protected non-virtual`析构函数 #### 5. 典型错误示例 ```cpp class ResourceHolder { FILE* file; public: ~ResourceHolder() { fclose(file); } // 非虚析构函数 }; class ExtendedHolder : public ResourceHolder { int* buffer = new int[1024]; public: ~ExtendedHolder() { delete[] buffer; } // 永远不会执行 }; ResourceHolder* obj = new ExtendedHolder(); delete obj; // 内存泄漏:buffer未被释放 ```
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